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広報誌ちばだいプレス

学院融合理工学府 基幹工学専攻 電気電子工学コース
研究室訪問

大学院工学研究院 総合工学講座/
大学院融合理工学府 基幹工学専攻 電気電子工学コース

伊藤・下馬場・角江 研究室

SF映画のようなホログラフィの
実現に向けて挑戦

下馬場 朋禄(しもばば ともよし)
千葉大学大学院工学研究院教授。群馬大学大学院工学研究科博士前期課程、千葉大学大学院自然科学研究科博士課程修了。理化学研究所基礎科学特別研究員、山形大学理工学研究科准教授を経て、2009年から現職。

研究室訪問

大学院工学研究院 総合工学講座/
大学院融合理工学府 基幹工学専攻 電気電子工学コース

伊藤・下馬場・角江 研究室

SF映画のような
ホログラフィの
実現に向けて挑戦

学院融合理工学府 基幹工学専攻 電気電子工学コース

下馬場 朋禄(しもばば ともよし)
千葉大学大学院工学研究院教授。群馬大学大学院工学研究科博士前期課程、千葉大学大学院自然科学研究科博士課程修了。理化学研究所基礎科学特別研究員、山形大学理工学研究科准教授を経て、2009年から現職。

多様な応用が期待される3次元ホログラフィ技術の分野で、大きな成果を上げている下馬場朋禄教授。
伊藤智義教授、角江崇助教とともに運営する共同研究室に伺い、 取り組んでいる研究や成果などについて話を聞きました。

研究テーマであるホログラフィについて教えてください

ホログラフィとは、3次元物体の光の情 報を解析することで平面に3次元情報を 記録し、その情報を実空間に再生できるテ クノロジーです。ホログラフィによって記録 された画像をホログラムといいます。原理 が発明されたのは半世紀以上も前で、皆 さんに馴染みが深いのは、SF映画などで 遠隔地にいる人のホログラムが立体的に 投影されるシーンではないでしょうか。目 指しているのはあのような世界ですが、実 際のホログラフィはまだそこまで到達でき ておらず、ARゴーグルが必要な状態です。

下馬場教授の研究テーマは何ですか?

360度、どの方向からも自然な3次元映像を見ることができるホログラフィは、芸術やエンターテインメントはもちろん、医療や建築、セキュリティ、各種計測など、多様な分野への応用が可能です。私は、ホログラフィを活用したプロジェクターの開発にも取り組んでいますが、ホログラフィは光学レンズを必要としないため、従来と比べて格段に小型化することが可能です。スマートフォンで大型スクリーンに3次元映像を投影する技術もそう遠くない未来に実現可能だと思っています。

私が主に研究しているのは、ホログラムの高速演算手法とノイズの発生しないホログラムの計算手法ですが、この2つはホログラフィ研究における大きな課題です。リアルタイムにホログラムを生成するには膨大な計算が必要で、先ほど話に出たSF映画のようなことがなかなか実現できないのもコンピューターによる計算が追い付いていないからです。また、従来のホログラフィの手法では、3次元と2次元を変換する際に情報が欠落して画像にノイズが出てしまいます。こうした課題に対して私たちの研究室では、計算機の改善や計算方法の工夫といった研究を通して、課題の解決に取り組んでいます。

ホログラム計算手法 画像

これまで開発されてきたホログラム計算手法のまとめ

ホログラムの高速計算手法 画像

下馬場教授が開発した波面記録法というホログラムの高速計算手法。
光の特性を利用したシンプルな高速計算手法で他研究者にも多く利用されている

研究成果が数々の受賞につながったとお聞きしました?

ホログラム演算の高速化やノイズの発生しないホログラムを生成する計算アルゴリズムが、3次元テレビや3次元顕微鏡などの実現につながる成果を上げているとの評価をいただき、2020年に日本学術振興会賞、2021年には文部科学大臣表彰科学技術賞を受賞しました。ただ、これは私だけの功績ではありません。私たちの研究室は、大学時代からの恩師である伊藤智義先生、助教の角江崇先生との共同研究室であり、博士課程3名、修士課程14名、学部11名の学生たちも、個別の研究テーマに真剣にかつ自由に取り組んでくれています。ホログラフィ研究は多様な個別テーマがあり、私の成果はメンバー全員の研究を結集したものなので、この受賞は研究室全体でいただいたものだと思っています。

ゼミ 写真

ゼミは週1回行い、研究室メンバーが近況と研究の進捗を報告し合う

学生に向けてメッセージをお願いします

流行り廃りではなく、自分が好きなものを見つけ、得意分野をつくることをお勧めしたいですね。私自身、もともとは電子回路が好きで工学系に進みましたが、大学4年のときにたまたま伊藤智義先生の研究室に入り、ホログラフィと出合いました。当初は、電子回路の知識を活かした計算機が興味のメインでしたが、徐々にホログラフィの可能性にも目が向くようになり、現在の研究につながっていきました。これだというテーマを見つけて突き詰めれば、それが自分の軸となり、活躍の場も広がると思います。